Учебное пособие 2248

новлению или модернизации подлежит вся система отопления. Зачастую работы выполняют в теплое время года, после отопительного сезона. Для капитального ремонта заранее составляют список, планируемых работ и через тендер выбирают компанию на проведение работ.

При проведении реконструкции здания иногда осуществляют его перепланировку, в связи с этим происходит полная замена системы отопления. Вэтом случает требуется новое проектное решение системы с заменой устаревших конструкций и использованием нового оборудования. Проектирование проводят с учетом изменения тепловых нагрузок на отопление помещений с учетом современных нормативных документов [6, 7].

Впроизводственных зданиях конструкция отопительной системы может меняться вследствие изменения технологических процессов, теплового режима помещений.

Изменение условий теплоснабжения здания (изменение температуры, давления теплоносителя) вызывает реконструкцию узла ввода теплоносителя и индивидуального теплового пункта [8]. Дополнительно устанавливают теплообменники, циркуляционные, смесительные и подпиточные насосы, расширительные баки, контрольно-измерительные приборы и запорно-регулирующую арматуру.

Одной из причин реконструкции узла ввода теплоносителя и индивидуального теплового пункта может быть изменение условий эксплуатации системы отопления здания. Например, переход от постоянного теплового режима помещений здания к переменному. В данном случае, изменяют тепловую мощность системы отопления, ее конструкцию, схему системы отопления, устанавливают новое оборудование.

Взданиях старой постройки реконструкция связана с конструктивными изменениями (например, с перекладкой магистральных трубопроводов).

Частичная реконструкция системы отопления может вызвать какой-либо внутренний дефект, который нельзя устранить путем ремонта. Например, при выходе из строя отопительных приборов, замоноличенных в строительные конструкции устанавливаются новые непосредственно в обогреваемых помещениях, присоединяя их к существующей системе отопления.

Вобщественных зданиях, построенных в 50…60 годы прошлого столетия, по экономическим и техническим причинам подвальные помещения не предусматривались. В указанных зданиях устраивались как правило двухтрубные системы с нижней разводкой, подающей и обратной магистралями, а также двухтрубные с верхней разводкой магистралей. Системы отопления с нижней разводкой, подающей и обратной магистралях прокладывали

внепроходных каналах, а при монтаже системы отопления с верхней разводкой магистралей в подпольном канале прокладывали обратную магистраль [9]. Подпольные каналы устраивались по периметру наружных стен. При прокладке трубопроводов системы отопления в непроходимых подпольных каналах необходимо обеспечить доступ к трубопроводам и запорно-регулирующей арматуре, установленной на стояках или ветках. Для этой цели перекрытие подпольных каналов делалось съёмным: при сложных полах перекрытие осуществлялось установкой (укладкой) железобетонной плиты, а при деревянных полах по лагам – предусматривался съёмный деревянный щит, который укладывался по железобетонной плите. Габариты каналов должны были давать возможность осуществлять прокладку изолированных трубопроводов с надлежащим уклоном и установкой запорно-регу- лирующей арматуры на стойках и ветках.

На рисунке показан пример размещения отопительного прибора с прокладкой подающего и обратного трубопроводов. При расположении в канале подающей и обратной магистрали ширина канала должна быть 550 мм при диаметре трубопроводов 50 мм, а высота – 620 мм при длине канала 50 м. При реконструкции или изменении системы отопления нет необходимости проводить ремонт непроходных каналов, а обратную магистраль при верхней разводке или подающую и обратную магистрали проложить у пола.

-50 -

5

4 2

1

3

6

4

6

7

Схема расположения отопительного прибора и магистралей системы отопления:

1 – наружная стена; 2 – подоконная доска; 3 –отопительный прибор; 4 – кронштейн для крепления отопительного прибора; 5 – окно; 6 – подающая и обратная магистраль;

7 – общий кронштейн для магистрали, мм

Для этого следует использовать отопительные приборы с монтажнойвысотой 250 или 300 мм. Длина отопительного прибора будет шире, что приведет к улучшению санитарногигиенических условий в помещении. При этом магистраль (или обе магистрали) следует прокладывать у пола с надлежащим уклоном (не менее 0,003).

Зачастую трубопроводы системыотопления нецелесообразно размещать наполу; расстояние от пола до низа трубопровода по возможности требуется сохранять от 30 до 60 мм для проведения уборки и поддержания естественной конвекции. Целесообразно трубопроводы укладывать на общий кронштейн, который следует прикрепить к полу. Расстояние от стенки трубы до внутренней поверхности наружной стены должно быть не менее 20…30мм, а расстояние «L» между трубопроводами должно быть не менее длинны равной наружномудиаметрумагистрали. При таком расположениимагистралитеплоотдача от трубопроводов полностью будет использована на отопление помещений. В этом размещении трубопроводов системы отопления есть ряд достоинств:

нет необходимости ремонтировать подпольные каналы;

возможность использования теплоты, которая поступает в помещениеот трубопроводов системы отопления [10];

сокращение сроков монтажа системы отопления.

На каждом стоякеследует установитьотключающуюарматуру, и арматурудля спуска воды из стояка, которые следует декорировать (закрыть) съемным щитом (устройством). Слив воды при опорожнении системы проводить с помощью шланга.

Если при реконструкции здания ширина подоконной доски осталась без изменения, то отопительный прибор следует ставить на удлиненных кронштейнах. А если ширинаподоконника измениться, то прибор можно устанавливать на обычных кронштейнах, но условия установки следует четко соблюдать иначе конвективная теплоотдача прибора уменьшится.

Заключение.

Предложено при реконструкции систем отопления зданий, не имеющих технического подполья, применять прокладку подающей и обратной магистралей у пола (в системах отопления с нижней разводкой), а в системах отопления с верхней разводкой – обратную магистраль. В качестве отопительных приборов при этом использовать приборы с монтажной высотой не более 300 мм.

- 51 -

Использование такойсистемыпозволяет экономитьповерхностьнагревательныхприборов за счёт использования теплоотдачи трубопроводов, проложенных в обслуживаемой зоне помещений. Кроме того, обеспечивается экономия трубопроводов. Сокращаются сроки монтажа, за счёт менее трудоемкой прокладки трубопроводов и сокращения количества деталей системы отопления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондициониро-

вания воздуха: справочное пособие / Л. Д. Богуславский [и др.]. – М.: Стройиздат, 1990. – 624 с.

2.Снижение расхода энергии при работе систем отопления, вентиляции и кон-

диционирования воздуха: справочное пособие / Л. Д. Богуславский [и др.]. – М.: Стройиздат, 1985. – 336 с.

3.Отопление: учебник для студентов вузов / А. Н. Сканави [и др.]. – М.: АСВ, 2002.

576 с.

4.Автоматизированные системы водяного отопления / Б. П. Новосельцев, Р. А. Кумаков. – Воронеж, 2009. – 106 с.

5.Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Жилые здания со встро- енно-пристроенными помещениями общественного назначения и стоянками автомобилей. Коттеджи: справочное пособие / Г. И. Стомахина [и др.]. – М.: Пантори, 2003. – 308 с.

6.Мерщиев, А. А. Особенности проектирования систем обеспечения микроклимата кредитно-финансового учреждения / И. П. Мерщиева, А. Е. Проскуряков, О. С. Замерина // Инженерные системы и сооружения. – 2013. – № 2. – С. 52-58.

7.Системы обеспечения микроклимата зданий и сооружений: учебное пособие / М. Н. Жерлыкина, С. А. Яременко. – Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2013. – 160 с.

8.Мерщиев, А. А. Особенности проектирования систем обеспечения микроклимата торгово-выставочных комплексов / А. А. Мерщиев, Н. А. Старцева // Инженерные системы

исооружения. – 2012. – № 2. – С. 50-55.

9.Новосельцев, Б. П. Выбор системы отопления для встроенных в жилые дома помещений общественного назначения / А. А. Мерщиев, С. А. Соловьев // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. – 2019. – № 2. – С. 50-55.

10.Мерщиев, А. А. Применение системы стенового отопления для обеспечения параметров микроклимата помещений / А. А. Мерщиев, Е. Н. Мартынов, М. М. Коробова, Е. О. Чеботарева // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. – 2019. – № 4. – С. 67-77.

Поступила в редакцию 27 января 2020

PECULIARITIES OF MAJOR REPAIR AND RECONSTRUCTION

OF HEATING SYSTEM

B. P. Novoseltsev, A. A. Mershchiyev, Y. N. Manayeva, Y. V. Minakova

Novoseltsev Boris Petrovich, Cand. Tech. Sciences, associate Professor, Professor, Department of housing and communal services, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone: +7(473)271-28-92; e- mail: vgasu.gkh@gmail.com

Mershchiyev Alexander Aleksandrovich, senior teacher, Department of housing and communal services, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone: +7(473)271-28-92; e-mail: sasha__1990@mail.ru Manaeva Yulia Nikolaevna, student, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone:+7(952)550-23-71; e-mail: yulya_yul99@mail.ru

Minakova Yulia Vladimirovna, student, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone: +7(473) 271-28-92; e-mail: sasha__1990@mail.ru

- 52 -

A regional program for capital repairs of real estate for the period from 2014 to 2044 has been approved in the Voronezh region. Full or partial replacement of the heating system is carried out during major repairs of the building. During the reconstruction of the building, the heating system involves the modernization of the existing system. The article raises the question of the need to completely replace the heating system during major repairs. The materials of the article discuss the types of laying of main pipelines of heating systems during reconstruction or major repair. It is shown that during major repair and reconstruction of the building it is advisable to use water heating systems with a gasket, supply and return lines at the floor. At thesametime heat and materials aresaved, and whenusing modern materials andshut-off and control devices, energy resources are saved during further operation of the building.

Keywords: reconstruction; capital repairs; heating; heating devices giving the highway; the return highway.

REFERENCES

1.Boguslavsky L. D. Energy saving in the systems of heat supply, ventilation and air conditioning. Moscow, Stroyizdat. 1990. 624 p. (in Russian)

2.Boguslavsky L. D. Decrease in power consumption during the work of heating systems, ventilation and air conditioning. Moscow, Stroyizdat. 1985. 336 p. (in Russian)

3.Skanavi A. N. Heating. The textbook for students of higher education institutions. Moscow, DIA. 2002. 576 p. (in Russian)

4.Novoseltsev B. P., Kumakov R. A. The automated systems of water heating. Voronezh, Voronezh State Architectural and Construction University. 2009. 106 p. (in Russian)

5.Stomakhina G. I. Heating, ventilation and air conditioning. Residential buildings with the built-in attached rooms of public appointment and parking of cars. Cottages. Moscow, PanTory. 2003. 308 p. (in Russian)

6.Mershchiyev A. A., Mershchiyeva I. P., Proskuryakov A. E., Zamerina O. S. Features of design of systems of providing microclimate of trade exhibition complexes. Engineering systems and construction. 2013. No. 2. Pp. 52-58. (in Russian)

7.Zherlykina M. N., Yaremenko S. A. Systems of providing microclimate of buildings and constructions. Voronezh, Voronezh State Architectural and Construction University. 2013.

160p. (in Russian)

8.Mershchiyev A. A., Startseva N. A. Features of design of systems of providing microclimate of trade exhibition complexes. Engineering systems and construction. 2012. No. 2. Pp. 50-

55.(in Russian)

9.Novoseltsev B. P., Mershchiyev A. A., Solovyov S. A. The choice of heating system for built-in residential building public rooms. Housing and utilities infrastructure. 2019. No. 2(9). Pp. 50-55. (in Russian)

10.Mershchiyev A. A., Martynov Е. N., Korobova M. M., Chebotaryova E. O. Application of the wall heating system to ensure the room microclimate parameters. Housing and utilities infrastructure. 2019. No. 4(11). Pp. 67-77. (in Russian)

Received 27 January 2020

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ:

Особенности проведения капитального ремонта и реконструкции системы отопления / Б. П. Новосельцев, А. А. Мерщиев, Ю. Н. Манаева, Ю. В. Минакова // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. – 2020. – № 1(12). – С. 49-53.

FOR CITATION:

Novoseltsev B. P., Mershchiyev A. A., Manayeva Y. N., Minakova Y. V. Peculiarities of major repair and reconstruction of heating system. Housing and utilities infrastructure. 2020. No. 1(12). Pp. 49-53. (in Russian)

- 53 -

УДК 697.34:697.444

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Н. А. Драпалюк, М. С. Кононова, О. О. Андрияшкин, С. В. Божко

Драпалюк НатальяАлександровна, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой жилищно-коммунального хозяйства, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Российская Фе-

дерация, тел.: +7(473)271-28-92; e-mail: kniga18@mail.ru

Кононова Марина Сергеевна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры жилищно-коммунального хозяйства, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Российская Федерация,

тел.: +7(473)271-28-92;e-mail: kniga18@mail.ru

Андрияшкин Олег Олегович, магистрант кафедры жилищно-коммунального хозяйства, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Российская Федерация, тел.: +7(473)271-52- 49; e-mail: aooaoo2013@mail.ru

Божко Светлана Владимировна, магистрант кафедры жилищно-коммунального хозяйства, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Российская Федерация, тел.: +7(473)271- 52-49; e-mail: lana_svetova@rambler.ru

Системы централизованного теплоснабжения российских городов обладают значительным потенциалом энергосбережения, связанным с особенностями регулирования температуры теплоносителя. Значение потенциальной экономии теплоты при организации автоматического регулирования в системах централизованного теплоснабжения зависит от климатических условий. Приведены результаты расчета числа часов стояния температур наружного воздуха для десяти городов России по данным погодных архивов за пять лет. Рассчитаны значения потенциальной экономии теплоты для исследуемых городов на основе годовых графиков теплопотребления при различной расчетной температуре теплоносителя. Оценено влияние изменения температур по сезонам и определены средние значения энергосберегающего потенциала. Получены осредненные значения относительной экономии теплоты для климатических подрайонов IВ и IIВ.

Ключевые слова: экономия энергии на отопление; эффективность автоматического регулирования; годовой график теплопотребления; число часов стояния температур; централизованное теплоснабжение.

Большинство российских городов имеют централизованное теплоснабжение с центральным качественным регулированием температуры теплоносителя. Особенностью такого способа регулирования является то, что температура теплоносителя в течение некоторой части отопительного сезона (восновном в его начале и конце) поддерживается на более высоком уровне, чем это требуется для отопления зданий, так как тепловые сети должны обеспечить также нагрев воды для нужд горячего водоснабжения [1]. Этот период характеризуется диапазоном температур наружного воздуха от tиз до +8 °С (где tиз – значение температуры наружного воздуха в точке излома температурного графика, которое может быть разным в зависимости от расчетной температуры теплоносителя и климатического района строительства [2]).

Таким образом, системы централизованного теплоснабжения обладают потенциалом энергосбережения, который может быть реализован за счет установки у потребителей приборов автоматического регулирования [3]. Однако принятие решения об установке дорогостоящих регулирующих приборов в конкретном здании должно быть обосновано величиной получаемой экономии. В связи с этим задача оценки получаемой экономии теплоты при организации автоматического регулирования температуры теплоносителя является актуальной, её решению посвящено достаточно много исследований [1…5], при этом энергосберегающий потенциал оценивается в очень широком диапазоне – от 4 % до 70 %.

© Драпалюк Н. А., Кононова М. С., Андрияшкин О. О., Божко С. В., 2020

- 54 -

Одним из методов теоретической оценки потенциальной экономии в системах централизованного теплоснабжения является метод, основанный на построении графика годового теплопотребления [1, 2]. Однако основной трудностью при использовании вышеупомянутого метода является отсутствие актуальныхклиматических данныхпо продолжительности стояния температур наружного воздуха за последние годы. Кроме того, климатические данные по годам могут значительно отличаться, соответственно предполагаемая экономия тоже может иметь различные значения [5, 6].

Для уточнения влияния климатических условий на эффективность автоматического регулирования в системах централизованного теплоснабжения была проведена расчетноаналитическая работа, включающая следующие этапы:

1)формирование актуальных данных по числу часов стояния температур наружного воздуха на основе погодных архивов за 2015…1019 годы;

2)построение графиков годового теплопотребления на основе сформированных данных по числу часов стояния температур;

3)оценкаэнергосберегающего потенциаланаоснове графиковгодового теплопотребления при различных расчетных температурах теплоносителя Тп (в расчетах приняты зна-

чения Тп, равные 95 °С, 110°С, 130 °С).

Для исследования были выбраны 10 городов России, расположенных в двух климатических подрайонах. Основныеклиматические характеристики исследуемых городов приведены в табл. 1.

Примечание: *В соответствии с СП 131.13330.2012 «Строительная климатология», (табл. Б1)

На первом этапе были исследованы погодные архивы, в результате анализа которых было выяснено, что в них имеются данные по минимальным, максимальным и средним значениям температур наружного воздуха за сутки. Используя эти данные, были посчитаны часы часов стояния температур для исследуемых городов за 2015…2019 гг. (результаты представлены в табл. 2).

Анализ полученных результатов показывает, что для одного и того же города продолжительность отопительного периода (периода со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +8 °С) за исследуемые годы в среднем отличается на 5…10 %. Кроме того, иногда присутствует значительная разница в числе часов стояния температур.

- 55 -

Примечание: *См. примечание к табл. 1

- 56 -

Далее были построены графики годового теплопотребления в соответствии с методикой, приведенной в [7], значения температур наружного воздуха в точке излома температурного графика tиз приняты из работы [1]. На основе анализа графиков годового теплопотребления были определены значения потенциальной экономии теплоты, которую можно получить при организации автоматического регулирования. В качестве иллюстрации полученных результатов на рисунке представлены полученные значения для г. Воронежа. Колебания значений потенциальной экономии по годам находятся в пределах от 0,6 до 2,8 %, причем больший диапазон разброса относится к графику регулирования с температурой Тп

= 95 °С.

Результаты определения относительной экономии теплоты для г. Воронежа

Аналогичные построения и расчеты были проведены для всех исследуемых десяти городов, результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3

Значения относительной экономии теплоты для исследуемых городов, рассчитанные по климатическим данным за 2015-2019гг. при различных температурных графиках

Относительная экономия теплоты ∆Q, %, по годам, при расчетной температуре теплоносителя Тп

Примечание: *См. примечание к табл. 1

- 57 -

Анализ полученных результатов показывает, что в среднем разброс значений потенциальной экономии теплоты ∆Q составляет: около 8 % – при температуре Тп = 95 °С; около 5,5 % – при температуре Тп = 110 °С; около 3% – при температуре Тп = 130 °С. Этот разброс может иметь существенное значение при решении практических задач, связанных с модернизацией и оптимизацией систем централизованного теплоснабжения [8, 9].

Приведенные в табл. 3 значения показывают влияние изменения климатических условий на величину потенциальной экономии энергии, однако для практических расчетов удобнее пользоваться средними величинами, значения которых приведены в табл. 4. Анализ полученных средних величин ∆Qср показывает, что даже в пределах одного климатического подрайона величина потенциальной экономии теплоты для разных городов может существенно отличаться, но в целом полученные результаты коррелируются с результатами других исследований [2…4].

Таблица 4

Средняя относительная экономия теплоты для исследуемых городов

Значения средней относительной экономии ∆Qср, % и её среднеквадратическое отклонение σ,

при расчетной температуре теплоносителя Тп

Примечание: *См. примечание к табл. 1

Для обеспечения возможности использования полученных результатов для других городов, расположенных в исследуемых климатических подрайонах, в табл. 5 приведены осредненные значения потенциальной экономии.

Таблица 5

Осредненные значения относительной экономии теплоты по климатическим подрайонам*

Примечание: *См. примечание к табл. 1

Анализируя данные табл. 5, можно отметить, что для климатического подрайона IIВ, характеризующегося более высокими температурами наружного воздуха, значения ∆Qср в среднем на 5…8 % меньше, чем для климатического подрайона IВ.

- 58 -